Устройство для регулирования возбуждения тягового электродвигателя

 

(11) 586OI4

ОПИСАНИЕ

ИЗОбРЕТЕН И Я

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт, свпд-ву (22) Заявлено 22.07.76 (21) 2389729/24-11 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано 30.12.77. Бюллетень № 48 (45) Дата опубликования описания 09.01.78 (51) М. Кл,2 В 601. 11/06

Государственный комитет

Совета Министров СССР (53) УДК 621.337.52 (088.8) ло, делам изобретений и открытий (72) Авторы изобретения

А. А. Чернышев, Г. Б. Формальский и В. П. Булгаков (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛ И РОВАН ИЯ ВОЗБУЖДЕН ИЯ

ТЯ ГО ВО ГО ЭЛ ЕКТРОДВ И ГАТЕЛЯ

Изобретение относится к области тягового электропривода и может быть использовано на тепловозах для плавного регулирования возбуждения тяговых электродвигателей в режимах ослабления поля, боксования и т. д.

Известно устройство для регулирования возбуждения тяговых электродвигателей с применением тиристорных схем управления, с помощью которых шунтируется последовательная обмотка возбуждения электродвигателя и часть полупроводниковых вентилей главного выпрямителя (1).

Недостаток таких схем заключается в том, что они не позволяют получить достаточную степень ослабления возбуждения электродвигателя.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для регулирования возбуждения тягового электродвигателя последовательного возбуждения, питаемого от главного полупроводникового выпрямительного моста, содержащее полупроводниковые мосты ослабления и усиления возбуждения электродвигателя, питаемые от трансформаторов, причем полупроводниковые вентили катодной группы моста ослабления возбуждения подключены к точкам последовательного соединения электрических вентилей плеч главного выпрямительного моста, соединенных с обмоткой возбуждения электродвигателя (2).

Недостаток устройства — значительная пульсация тока возбуждения и недостаточно высокий КПД.

Цель изобретения — повышение надежности и экономичности устройства.

Это достигается тем, что входная обмотка трансформатора, питающего мост ослабления возбуждения, подключена к полюсам переменного напряжения главного моста в про10 тивофазе с выходной обмоткой.

На чертеже дана схема предлагаемого устройства в однофазном исполнении.

Тяговый электродвигатель 1 с последовательной обмоткой 2 возбуждения питается от

15 источника 3 переменного тока через главный выпрямительный мост 4 (полупроводниковый), состоящий из диодов 5 — 16. Параллельно обмотке 2 возбуждения подключены полупроводниковый мост 17 ослабления возбуж20 дения, состоящий из тиристоров 18 — 21, и мост 22 усиления возбуждения„состоящий из тиристоров 23, 24 и диодов 25 и 26, причем тиристоры 20, 21 катодной группы моста ослабления подключены к точкам последова25 тельного соединения электрических диодов

13 — 16 плеч главного выпрямительного моста

4, соединенных с обмоткой 2 возбуждения электродвигателя 1. Мост ослабления питается от источника 3 через трансформатор 27, 30 подключенный входной обмоткой 28 к полю586014

10

ЗО

50

3 сам переменного напряжения моста 4, выходная обмотка 29 трансформатора 27 и входная обмотка 28 включены в противофазе. Мост 22 питается от вспомогательного источника 30 тока через трансформатор 31 с первичной 32 и вторичной 33 оомотками.

Устройство работает следующим образом.

Пусть положительному полупериоду напряжения источника 3 соответствует полярность, показанная на чертеже. Начала обмоток 28 и 29 имеют положительные потенциалы, концы обмоток — отрицательные потенциалы.

Ток электродвигателя проводят диоды 5, 7, 9, 12, 14, 16 главного моста 4. Для ослабления возбуждения тягового электродвигателя в пределах 1,0 — 0,4 включают с некоторым углом тиристоры 19 и 21. При этом часть тока якоря будет протекать в обход обмотки 2 возбуждения и диода 16. Ток в обмотке 2 возбуждения будет меньше тока якоря 1. В самом конце положительного полупериода напряжения источника с углом близким к л включают тиристор 18, при этом к тиристору

19 в обратном направлении прилагают напряжение обмотки 29 трансформатора 27, под действием которого он отключается. По истечении положительного полупериода полярность напряжения источника 3 изменится на противоположную, в результате чего диоды

5, 7, 9, 16 отключатся и включатся диоды 6, 8, 10,: 11, 13, 15, которые будут проводить ток электродвигателя при отрицательном полупериоде напряжения источника 3. Так как ток в обмотках двигателя не может измениться мгновенно, тиристоры 18, и 21, диоды 12 и 14 и трансформатор 27 будут продолжать проводить разностный ток якоря и возбуждения.

При этом к обмотке 2 приложено напряжение источника 3 за вычетом напряжения обмотки

29 трансформатора 27, под действием которого ток возбуждения начнет возрастать.

С заданным углом включают тиристор 20, при этом тиристор 21 и диоды 12, 14 отключатся под действием напряжений источника и обмотки 29, приложенным к ним в обратном направлении по цепи 29, 20, 13„ 11, 3, 12, 14, 21, 29. Таким образом, обмотка 2 возбуждения вновь окажется зашунтированной на этот раз тиристорами 18, 20. Ток в ней будет снижаться. Изменением углов включения тиристоров 20 и 21 регулирует ток возбуждения электродвигателя практически от 100 до 40"/о тока якоря. Ограничения по минимальному углу включения тиристоров 20 и 21, а также наличие сопротивлений в контурах, не позволяют получить более глубокого ослабления возбуждения электродвигателя в описанном режиме. Для получения степени ослабления возбуждения менее 0,4 при минимально возможном угле включения тиристоров 20 и 21 начинает регулировать ток возбуждения электродвигателя изменением углов включения тиристоров 18 и 19 вниз от л. При этом обмотка 29 включается встречно обмотке 2 возбуждения.

Уменьшение углов включения тиристоров

18 и 19, ". е. более раннее их включение по сравнению с рассмотренным режимом, позволяет получить степень ослабления возбуждения менее 0,4. Прн этом несколько увеличится интервал токопроводящего состояния трансформатора 27, но так как величина тока, протекающего в трансформаторе 27, составляет незначительную часть разностного тока якоря и возбуждения, протекающего через мост 17 ослабления, установленная мощность трансформатора будет невелика.

В режиме усиления возбуждения мост

17 отключен и действует только мост 22. Изменением угла включения тиристоров 23 и 24 регулируют ток, подпитывающий обмотку возбуждения, например, в режиме боксования.

Благодаря электрической развязке мостов, мост 22 может быть выполнен полууправляемым, или по асимметричной схеме, как показано на чертеже, или по симметричной схеме с нулевым диодом, что имеет место в многофазных схемах.

В предлагаемом устройстве трансформатор

27, питающий мост 17 ослабления возбуждения тягового электродвигателя, работает кратковременно и, главным образом, в режиме глубокого ослабления возбуждения менее

0,4. Пульсации тока возбуждения тягового электродвигателя в режиме ослабления возбуждения будут ниже, что ведет к повышению надежности коммутации тягового электродвигателя. С другой стороны свижение пульсаций токов, использование трансформатора только в режиме глубокого ослабления возбуждения ведет к снижению потерь в схеме.

Предлагаемое техническое решение позволяет выполнить мост 22 усиления возбуждения тягового электродвигателя полууправляемым, что надежнее и проще. Кроме того, выполнение моста 22 по ассиметричной, либо по симметричной схеме с нулевым диодом позволяет снизить пульсации токов в режимах усиления возбуждения тягового электродвигателя, например, при боксовании, что также ведет к повышению надежности и экономичности устройства.

Формула изобретения

Устройство для регулирования возбуждения тягового электродвигателя последовательного возбуждения, питаемого от главного полупроводникового выпрямительного моста, содержащее полупроводниковые мосты ослабления и усиления возбуждения электродвигателя, питаемые от трансформаторов, причем полупроводниковые вентили катодной группы моста ослабления возбуждения подключены к точкам последовательного соединения электрических вентилей плеч главного выпрямительного моста, соединенных с обмоткой возбуждения электродвигателя, о т л и ч а ю щ е е с я

586014

Составитель Л. Резникова

Текред И. Карандашова

Редактор Н. Богатова

Корректор О Тюрина

3аказ 2923, 12 ИГз. № 1035 Тираж 907

НГ10 Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, 7К-35, Раушская иаб., д. 4 5

Подписное

Типография, пр. Сапунова, 2 тем, что, с целью повыщсГ ия надежности и экономичности устройства, входная обмотка трансформатора, питающего мост ослабления возбуждения, подключена к полюсам переменного напряжения главного моста в противофазе с выходной обмоткой.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент Франции № 1473281, кл. Н 02Р, 1967.

5 2, Патент Англии № 1315851, кл. Н 2А, 1973,